- Struktura
- Nomenklatura
- Nieruchomości
- Stan fizyczny
- Waga molekularna
- Temperatura topnienia lub krzepnięcia
- Temperatura wrzenia
- Temperatura zapłonu
- Temperatura samozapłonu
- Gęstość
- Ciśnienie pary
- Rozpuszczalność
- Właściwości chemiczne
- Otrzymywanie
- Obecność w przyrodzie
- Aplikacje
- W przemyśle chemicznym
- W produkcji sztucznego jedwabiu i celofanu
- W produkcji czterochlorku węgla
- W różnych zastosowaniach
- Starożytne zastosowania
- Ryzyka
- Bibliografia
Dwusiarczek węgla jest związek utworzony przez połączenie atomu węgla (C), dwa atomy siarki (S). Jego wzór chemiczny to CS 2 . Jest bezbarwną lub lekko żółtą cieczą o nieprzyjemnym zapachu ze względu na zawarte w niej zanieczyszczenia (związki siarki). Kiedy jest czysty, jego zapach jest miękki i słodki, podobny do chloroformu lub eteru.
Pochodzi naturalnie z działania światła słonecznego na cząsteczki organiczne występujące w wodzie morskiej. Ponadto powstaje w wodach bagiennych, a także jest wydalany z wulkanów wraz z innymi gazami.
Dwusiarczek węgla CS 2 . Autor: Benjah-bmm27. Źródło: Wikimedia Commons.
Dwusiarczek węgla jest lotną cieczą i jest również wysoce łatwopalny, dlatego należy go trzymać z dala od płomieni i iskier lub urządzeń, które mogą je wytwarzać, nawet żarówek elektrycznych.
Posiada zdolność rozpuszczania dużej ilości związków, materiałów i pierwiastków, takich jak fosfor, siarka, selen, żywice, lakiery itp. Dlatego znajduje zastosowanie jako rozpuszczalnik.
Jest również pośrednikiem w różnych przemysłowych reakcjach chemicznych, takich jak produkcja sztucznego jedwabiu czy sztucznego jedwabiu.
Należy obchodzić się z nim ostrożnie i przy użyciu narzędzi ochronnych, ponieważ jest bardzo toksyczny i niebezpieczny.
Struktura
Dwusiarczek węgla ma jeden atom węgla i dwa atomy siarki po bokach.
Wiązania między atomem węgla a atomami siarki są kowalencyjne i podwójne, dlatego są bardzo silne. Cząsteczka CS 2 ma strukturę liniową i symetryczną.
Struktura liniowa disiarczku węgla CS 2 . Czarny = węgiel, żółty = siarka. Autor: Benjah-bmm27. Źródło: Wikimedia Commons.
Nomenklatura
- Dwusiarczek węgla
- Dwusiarczek węgla
- Bezwodnik ditiowęglowodorowy
Nieruchomości
Stan fizyczny
Ciecz bezbarwna do żółtawej.
Waga molekularna
76,15 g / mol
Temperatura topnienia lub krzepnięcia
-110,8 ° C
Temperatura wrzenia
46,0 ºC
Temperatura zapłonu
-30 ºC (metoda zamkniętego tygla).
Temperatura samozapłonu
90 ° C
Gęstość
Ciecz = 1,26 g / cm 3 w 20 ºC.
Para = 2,67 razy większa niż powietrze.
Jego opary są ponad dwukrotnie cięższe od powietrza, a ciecz jest cięższa od wody.
Ciśnienie pary
279 mmHg przy 25 ° C
To jest wysokie ciśnienie pary.
Rozpuszczalność
Bardzo słabo rozpuszczalny w wodzie: 2,16 g / L przy 25 ° C. Rozpuszczalny w chloroformie. Mieszalny z etanolem, metanolem, eterem, benzenem, chloroformem i czterochlorkiem węgla.
Właściwości chemiczne
CS 2 łatwo odparowuje w temperaturze pokojowej, ponieważ jego temperatura wrzenia jest bardzo niska, a jego prężność par jest bardzo wysoka.
Dwusiarczek węgla jest wyjątkowo łatwopalny. Jego opary zapalają się bardzo łatwo, nawet pod wpływem ciepła żarówki elektrycznej. Oznacza to, że bardzo szybko reaguje z tlenem:
CS 2 + 3 O 2 → CO 2 + 2 SO 2
Fakt, że ma wysokie ciśnienie pary w temperaturze pokojowej, sprawia, że przebywanie w pobliżu płomienia jest niebezpieczne.
Po podgrzaniu do rozkładu może łatwo eksplodować, wydzielając toksyczne gazy tlenków siarki. Powyżej 90 ° C zapala się samorzutnie.
Rozkłada się, gdy jest przechowywany przez długi czas. Działa niszcząco na miedź i jej stopy. Reaguje również z niektórymi plastikami, gumami i powłokami.
Reaguje w określonych warunkach z wodą, tworząc siarczek karbonylu OCS, dwutlenek węgla CO 2 i disiarczek wodoru H 2 S:
CS 2 + H 2 O → OCS + H 2 S
CS 2 + 2 H 2 O → CO 2 + 2 H 2 S
Z alkoholami (ROH) w środowisku alkalicznym tworzy ksantoniany (RO-CS-SNa):
CS 2 + ROH + NaOH → H 2 O + RO - C (= S) –SNa
Otrzymywanie
Dwusiarczek węgla jest przygotowywany komercyjnie w reakcji siarki z węglem. Proces prowadzony jest w temperaturach 750-900 ° C.
C + 2 S → CS 2
Zamiast węgla można również zastosować metan lub gaz ziemny, a nawet etan, propan i propylen, w którym to przypadku reakcja zachodzi w temperaturze 400-700 ° C z wysoką wydajnością.
Można go również otrzymać w reakcji gazu ziemnego z siarkowodorem H 2 S w bardzo wysokiej temperaturze.
Obecność w przyrodzie
CS 2 to produkt naturalny występujący w atmosferze w bardzo małych ilościach (śladach). Jest produkowany fotochemicznie w wodach powierzchniowych.
Działanie światła słonecznego na niektóre związki obecne w wodzie morskiej, takie jak cysteina (aminokwas), prowadzi do powstania disiarczku węgla.
Dwusiarczek węgla może powstawać pod wpływem światła słonecznego na niektóre związki organiczne obecne w wodzie morskiej. Autor: Pexels. Źródło: Pixabay.
Jest również naturalnie uwalniany podczas erupcji wulkanów i występuje w niewielkich ilościach na bagnach.
Zwykle jesteśmy narażeni na wdychanie go w bardzo małych proporcjach i występuje on w niektórych produktach spożywczych. Występuje również w dymie papierosowym.
W środowisku rozkłada się pod wpływem światła słonecznego. Na ziemi porusza się przez nią. Niektóre mikroorganizmy w glebie ją rozkładają.
Aplikacje
W przemyśle chemicznym
Dwusiarczek węgla jest ważnym związkiem chemicznym, ponieważ jest używany do przygotowywania innych chemikaliów. Może działać jako półprodukt chemiczny.
Jest również używany jako rozpuszczalnik procesowy, na przykład do rozpuszczania fosforu, siarki, selenu, bromu, jodu, tłuszczów, żywic, wosków, lakierów i gum.
Pozwala m.in. na wytwarzanie produktów farmaceutycznych i herbicydów.
W produkcji sztucznego jedwabiu i celofanu
Z CS 2 przygotowywane są ksantoniany, które są związkami używanymi do produkcji sztucznego jedwabiu i celofanu.
Aby uzyskać sztuczny jedwab lub sztuczny jedwab, rozpoczyna się celulozę, którą poddaje się działaniu zasady i dwusiarczku węgla CS 2 i przekształca w ksantogenian celulozy, rozpuszczalny w alkaliach. Roztwór ten jest lepki i dlatego nazywany jest „lepkim”.
Wiskoza jest przeciskana przez bardzo małe otwory w kąpieli kwasowej. Tutaj ksantogenian celulozy jest ponownie przetwarzany w celulozę, która jest nierozpuszczalna i tworzą się długie, błyszczące nitki.
Nici lub włókna można przędzić w materiał znany jako sztuczny jedwab.
(1) Celuloza + NaOH → Celuloza alkaliczna
ROH + NaOH → RONa
(2) Celuloza alkaliczna + dwusiarczek węgla → ksantogenian celulozy
RONa + S = C = S → RO - C (= S) –SNa
(3) ksantogenian celulozy + kwas → celuloza (włókna)
RO - C (= S) –SNa + kwas → ROH
Odzież wykonana ze sztucznego jedwabiu, włókna z udziałem dwusiarczku węgla. Tobias „ToMar” Maier. Źródło: Wikimedia Commons.
Jeśli celuloza jest wytrącana przez przepuszczenie ksantogenianu przez wąską szczelinę, celuloza jest regenerowana w postaci cienkich arkuszy, które tworzą celofan. Jest zmiękczany gliceryną i służy jako folia ochronna na przedmioty.
Celofan jest wytwarzany za pomocą dwusiarczku węgla. Autor: Hans Braxmeier. Źródło: Pixabay.
W produkcji czterochlorku węgla
Dwusiarczek węgla reaguje z chlorem Cl 2, dając tetrachlorek węgla CCl 4 , który jest ważnym niepalnym rozpuszczalnikiem.
CS 2 + 3 Cl 2 → CCl 4 + S 2 Cl 2
W różnych zastosowaniach
Dwusiarczek węgla bierze udział w zimnej wulkanizacji kauczuków, służy jako półprodukt w produkcji pestycydów oraz jest wykorzystywany do generowania katalizatorów w przemyśle naftowym i do produkcji papieru.
Ksantany przygotowane za pomocą CS 2 są używane we flotacji minerałów.
Starożytne zastosowania
CS 2 to trucizna dla organizmów żywych. Dawniej służył do niszczenia szkodników, takich jak szczury, świstaki i mrówki, wlewając płyn do każdej zamkniętej przestrzeni, w której żyły te zwierzęta (nory i mrowiska).
W tym celu gęste toksyczne opary zmiotły wszelkie żywe organizmy, które znajdowały się w zamkniętej przestrzeni.
Był również stosowany jako środek odrobaczający dla zwierząt oraz do zabijania larw muchówek z żołądka koni.
W rolnictwie był stosowany jako insektycyd i nematocyd, do odkażania gleby, do odkażania szkółek, spichlerzy, silosów i młynów zbożowych. Spryskano również wagoniki, statki i barki.
Rolnik w 1904 r. Spryskał glebę dwusiarczkiem węgla w celu zwalczania szkodników winorośli. Ölgemälde von Hans Pühringer, 1904. Źródło: Wikimedia Commons.
Wszystkie te zastosowania były zabronione ze względu na wysoką palność i toksyczność CS 2 .
Ryzyka
CS 2 jest wysoce łatwopalny. Wiele z ich reakcji może spowodować pożar lub wybuch. Mieszaniny jego oparów z powietrzem są wybuchowe. Po zapaleniu wydziela drażniące lub toksyczne gazy.
Nie wolno wylewać dwusiarczku węgla do kanalizacji, ponieważ mieszanina CS 2 i powietrza pozostaje w rurach, co może spowodować wybuch w przypadku przypadkowego zapłonu.
Jego opary samorzutnie zapalają się w kontakcie z iskrami lub gorącymi powierzchniami.
Dwusiarczek węgla silnie drażni oczy, skórę i błony śluzowe.
Wdychany lub połknięty poważnie wpływa na centralny układ nerwowy, układ sercowo-naczyniowy, oczy, nerki i wątrobę. Może również wchłaniać się przez skórę, powodując uszkodzenia.
Bibliografia
- Amerykańska Narodowa Biblioteka Medyczna. (2020). Dwusiarczek węgla. Odzyskany z pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Mopper, K. i Kieber, DJ (2002). Fotochemia i obieg węgla, siarki, azotu i fosforu. W biogeochemii morskiej rozpuszczonej materii organicznej. Odzyskany z sciencedirect.com.
- Meyer, B. (1977). Przemysłowe zastosowania siarki i jej związków. Dwusiarczek węgla. Siarka, energia i środowisko. Odzyskany z sciencedirect.com.
- Pohanish, RP (2012). C. Dwusiarczek węgla. W Sittig's Handbook of Toxic and Hazardous Chemicals and Carcinogens (wydanie szóste). Odzyskany z sciencedirect.com.
- Morrison, RT i Boyd, RN (2002). Chemia organiczna. 6th Edition. Prentice-Hall.
- Windholz, M. i in. (redaktorzy) (1983). Indeks Merck. Encyklopedia chemikaliów, leków i biologii. Wydanie dziesiąte. Merck & CO., Inc.